Trabalho traduzido Princípios da Hematotoxicologia Avaliação Laboratorial e Interpretação de Dados-convertido

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ToxicoiocIC PATHOLOGY IS5N:0 192-6233 
Copyright Oc 1993 by the Society of Toxicologic Pathologists 
Volume 21, Numero 2, 1993 
Printed in U.S.A. 
 
 
 
 
Princípios da Hematotoxicologia: Avaliação 
Laboratorial e Interpretação de Dados* 
Joe C. BLOOM 
Eli Lilly and Company, Lilly Corporate Center, 
Indianapolis, Indiana 46285 
 
Resumo 
A avaliação toxicológica do sistema hematopoiético é parte da maioria dos estudos pré-clínicos e clínicos 
de segurança e tornou-se rotina no monitoramento de uma variedade de terapias novas e convencionais em 
humanos e animais. Tal como acontece com a doença espontânea, as discrasias sanguíneas iatrogênicas 
podem ser primárias, mas frequentemente são secundárias a outra toxicidade de tecido. A última tendência 
torna este tecido facilmente acessível particularmente útil no monitoramento para toxicidade sistêmica, 
enquanto a hematotoxicidade primária classifica os efeitos do fígado e rins como importantes e muitas vezes 
limitando complicações. Embora os princípios que orientam a abordagem diagnóstica espontânea (clínica) 
complicações sanguíneas geralmente se aplicam a estudos de segurança pré-clínicos e clínicos, há diferenças 
importantes, particularmente em relação ao controle de variáveis, viabilidade de teste e interpretação dos 
dados resultantes. O luxo de estudar uma população homogênea de indivíduos livres de doenças 
complicadoras em condições ambientais e laboratoriais controladas (uniformes) permite que as mudanças 
sejam definidas com maior precisão e sensibilidade. Geralmente, há mais opções em relação aos ensaios 
disponíveis e frequência de monitoramento. Além disso, a hierarquia de testes aplicados é influenciada por 
regulamentações, bem como científicas ou indicadas para o problema. Finalmente, a interpretação dos 
resultados laboratoriais é geralmente baseada no uso de assuntos como seus próprios controles (pré-
tratamento e monitoramento sequencial), comparação com uma população de controle e intervalos de 
referência específicos bem definidos para a população em estudo, e de acordo com os princípios da 
patologia e medicina interna. 
Palavras-chave: Hematopatologia; discrasias sanguíneas; avaliação de segurança pré-clínica; 
droga induzida; anemia; trombocitopenia; neutropenia; mielotoxicidade. 
 
 
Introdução 
Hematotoxicidade é o estudo do sangue e dos 
tecidos formadores de sangue como órgão-alvo 
para drogas, produtos químicos no ambiente ou 
local de trabalho, e fatores como como estresse, 
exercício e radiação ionizante. Este artigo irá 
revisar alguns dos princípios desta subespecialidade 
dinâmica e, junto com as revisões anteriores de 
hematopoiese e a resposta da medula óssea à lesão, 
fornece uma introdução e fundo para os artigos que 
se seguem. Embora esses princípios se aplicam à 
hematotoxicidade induzida por xenobióticos em 
geral, a ênfase estará em questões relacionadas ao 
desenvolvimento de drogas e pré-clínica avaliação 
de segurança. 
Sangue como órgão-alvo 
Sangue e tecido hematopoiético se classificam 
com o fígado e o rim como órgãos-alvo dignos de 
 
* Address correspondence to: Dr. John C. Bloom, Eli Lilly and 
Company, Lilly Corporate Center, Mail Drop 2133, Indianapolis, 
Indiana 46285. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
130 
um exame cuidadoso em avaliações de segurança 
clínicas e clínicas. Fatores que contribuem para 
isso incluem a alta taxa mitose de tecido 
hematopoiético, a exposição de células sanguíneas 
a agentes administrados sistemicamente, e as 
consequências de danos às células sanguíneas e o 
comprometimento da medula óssea. 
Em indivíduos normais, glóbulos vermelhos, 
plaquetas e neutrófilos são produzidos a uma taxa de 
aproximadamente 1-3 milhões / s (7). Quando a 
demanda por células é alta, como em distúrbios como 
anemia hemolítica ou inflamação supurativa, essa taxa 
pode ser aumentada até 8 vezes (11). Já como outro 
tecido que se divide rapidamente, como intestino e 
gônadas, a medula óssea é particularmente sensível a 
várias classes de drogas e produtos químicos não 
terapêuticos. Por exemplo, citopenia é frequentemente 
a toxicidade limitante que define os regimes de 
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Vol. 21, No. 2, 1993 PRINCIPIOS DA 
 
tratamento que incluem agentes citorredutores 
(anticâncer, imunossupressores e radioterapia). 
A medula também pode ser um alvo terapêutico para 
agentes projetado para estimular a produção de células 
sanguíneas ou proteger contra a mielotoxicidade acima 
mencionada (9, 22). Os últimos agentes (citocinas 
recombinantes, peptídeos sintéticos, etc.) apresentam 
novas e interessantes obrigações dos hematotóxicos, 
conforme discutido em apresentações subsequentes. 
As células sanguíneas são expostas a qualquer 
agente absorvido ou injetado na corrente sanguínea, 
mesmo aqueles rapidamente metabolizados e 
excretados. Eles sustentam um nível particularmente 
alto de exposição a medicamentos administrados por 
via parenteral, logo após a injeção e antes da 
diluição no compartimento intravascular e equilíbrio 
com outros tecidos. Este é o motivo para exigir o 
teste de "compatibilidade sanguínea", em que os 
medicamentos parenterais candidatos são testados in 
vitro em altas concentrações para efeitos diretos nos 
glóbulos vermelhos e nos constituintes proteicos. 
As consequências do comprometimento da medula 
óssea ou dano direto às células sanguíneas, levando 
a citopenia ou disfunção, podem ser extensas e 
graves. As sequelas óbvias incluem anoxia devido a 
anemia, infecção e sepse após leucopenia e 
hemorragia associada a trombocitopenia e 
coagulopatias. Essas mudanças podem ser 
dramáticas ou sutis e se apresentarem com uma série 
de mudanças secundárias e compensatórias nos 
tecidos hematopoiéticos e extramedulares, conforme 
revisado pelo Dr. Rebar no manuscrito anterior e nos 
artigos que se seguem. A associação de uma droga 
experimental com uma "discrasia sanguínea" às 
vezes pode apresentar um estigma intransponível 
que excede o significado real toxicológico do efeito. 
A hematotoxicidade pode ser dividida em efeitos 
hematológicos primários e secundários. Embora a 
incidência de discrasias sanguíneas iatrogênicas 
primárias (induzidas por drogas) em pacientes 
humanos não seja claramente compreendida e seja 
difícil de avaliar, ela é amplamente considerada um 
dos efeitos adversos graves mais comuns da terapia 
medicamentosa (16). Em estudo relatado por 
Danielson et al (6), pacientes hospitalizados em um 
grupo de cooperativa de saúde foram acompanhados 
por um período em que aproximadamente 1,5 
milhão de prescrições por ano foram preenchidas. 
As drogas anticâncer foram responsáveis por 61% 
da hematotoxicidade induzida por drogas. Excluindo 
esses pacientes, bem como pacientes que sofrem de 
alcoolismo crônico, doença hepática ou renal grave 
(como hepatite viral), mononucleose infecciosa, 
distúrbios que requerem transfusões, problemas 
familiares ou outras condições associadas à 
hematopatologia, apenas 1 em 100.000 apresentava 
uma significante hematotoxicidade induzida por 
drogas. As exclusões anteriores, juntamente com o 
foco nos pacientes hospitalizados, tornam esta 
HEMATOTOXICOLOGIA 131 
 
estimativa muito conservadora se projetada para a 
população em geral. 
Assim como a toxicidade de outros órgãos, a 
hematotoxicidade primária é avaliada no contexto de 
risco versus benefício. Em muitos regimes de 
tratamento anticâncer e antiviral, a 
hematotoxicidade costuma ser limitante. Como tal, 
não só é tolerado, mas define a dose apropriada para 
o paciente. Ao mesmo tempo, a hematotoxicidade é 
muito menos aceitável para um agente anti-
hipertensivo ou antiinflamatório, onde a doença-alvo 
é menos séria ou quando alternativas menos tóxicas 
estão disponíveis. A relação risco-benefício 
aceitável nem sempre é clara ou amplamente aceita, 
se o efeito representa "farmacologia exagerada", 
como o sangramentoassociado a alguns agentes 
antitrombóticos e trombolíticos (2, 5), ou não está 
relacionado à ação do medicamento, como na 
agranulocitose associada aos antidepressivos 
tricíclicos (14). Neste último caso, a incidência 
bastante elevada desta complicação com risco de 
vida (12) tem provocado controvérsia e medidas 
extraordinárias para monitorar este efeito. Para 
complicar a questão do risco-benefício ainda maior é 
a recente e legítima preocupação com a exposição 
ao vírus da imunodeficiência humana via transfusão. 
Assim, a anemia moderada administrável por 
transfusão é considerada uma toxicidade menos 
aceitável hoje, mesmo em pacientes em tratamento 
de doenças potencialmente fatais, por causa dessa 
nova ameaça. 
O valor preditivo dos dados de estudos pré-clínicos 
de segurança e toxicidade para hematotoxicidade em 
humanos é outra questão controversa. Embora 
existam diferenças nas substancias de espécies em 
alguns parâmetros hematológicos, como tempo de 
vida e metabolismo dos glóbulos vermelhos, 
distribuição e cinética de leucócitos e certos 
aspectos da coagulação e função plaquetária, os 
fundamentos do transporte de oxigênio, função 
fagocítica, hemostasia e hematopoiese são 
geralmente conservados entre as espécies, e as 
diferenças geralmente se relacionam mais à 
sensibilidade relativa à droga agressora e ao 
metabolismo do agente. Nos poucos estudos em que 
a sensibilidade relativa foi sistematicamente 
examinada em um grupo terapêutico, foi observada 
uma ampla variabilidade entre as espécies. Marsh 
(18) estudou o potencial hematotóxico relativo de 
vários agentes antineoplásicos em modelos animais 
comumente usados para rastrear esses efeitos. A 
sensibilidade variou substancialmente entre as 
espécies, e a ordem não era previsível. Ele observou, 
no entanto, uma boa correlação entre observações in 
vitro (unidades formadoras de colônias de 
granulócitos-macrófagos) e mielossupressão in vivo. 
Tampouco há dados para apoiar a alegação 
amplamente difundida de que as espécies 
filogeneticamente mais próximas dos humanos (ou 
seja, o macaco) são mais preditivas como modelos 
132 BLOOM ToxiCOLOGIC PATHOLOGY 
para hematotoxicidade em pacientes humanos. A 
vantagem de usar uma espécie em que a droga é 
farmacologicamente ativa, entretanto, é óbvia: estudar 
os potenciais efeitos hematotóxicos da 
hiperfarmacologia. Estudos sobre o fator estimulador 
de colônia de granulócitos recombinantes humanos 
fornecem um exemplo, onde o cão provou ser um 
modelo prático no qual a proteína humana 
recombinante se mostrou ativa (10). 
 
Tabela I. - Parâmetros hematológicos centrais (de 
rotina). 
 
 
Contagem de eritrócitos 
Concentração de hemoglobina 
Volume de células compactadas (hematócrito) 
Índices de eritrócitos (volume corpuscular médio, hemoglobina 
corpuscular média e concentração média de hemoglobina 
celular) 
Contagem total de leucócitos 
Contagem diferencial de leucócitos 
Contagem de trombócitos 
Morfologia das células do sangue periférico (esfregaço) 
Citologia de medula óssea (esfregaço) 
Histologia de medula óssea (seção) 
Testes de triagem de coagulação (protrombina, tempos de 
tromboplastina parcial ativada) 
 
 
 
A hematotoxicidade primária pode ser seletiva, 
afetando principalmente o sangue ou a medula 
óssea, ou não específica. Exemplos de um efeito 
seletivo incluem aplasia de glóbulos vermelhos 
induzida por cloranfenicol (17), agranulocitose 
induzida por clozapina e imunidade a 
trombocitopenia induzida por ouro. Há evidências 
de predisposição genética para alguns desses 
distúrbios iatrogênicos (4,15). Estes, em geral, são 
menos previsíveis e mais frequentemente 
idiossincráticos ou específicos da população do que 
os agentes que têm um efeito citotóxico ou 
antimitótico relativamente inespecífico, como 
drogas anticâncer e imunossupressoras, onde 
qualquer população de células em divisão rápida 
(medula óssea, gônadas, mucosa intestinal, etc.) 
está em risco. Os últimos agentes têm um potencial 
hematotóxico que muitas vezes é melhor definido, 
mais gerenciável e mais facilmente justificado no 
contexto de risco-benefício. Tal como acontece 
com outra toxicidade, uma baixa incidência ou 
efeito hematotóxico idiossincrático no homem, 
como citopenia imune induzida por cefalosporina, 
pode às vezes ser expressa em uma incidência mais 
alta em modelos animais tratados com grandes 
doses do agente (3). 
A hematotoxicidade secundária, ou efeitos 
hematológicos secundários a outros danos ou 
disfunções de órgãos, é a hematotoxicidade mais 
comum observada na clínica e no laboratório de 
toxicologia. A anemia de doença crônica 
(inflamatória) está entre as anemias mais comuns 
observadas em humanos (19) e animais (8). 
Alterações morfológicas dos glóbulos vermelhos 
associadas à doença trombótica; mudanças 
quantitativas e morfológicas nos leucócitos 
circulantes durante a sepse, alergia e outros 
distúrbios; e as alterações na celularidade da medula 
óssea e nos padrões de maturação associadas à 
azotemia são todos exemplos de alterações 
secundárias. A propensão das células sanguíneas de 
refletir uma gama tão ampla de efeitos locais e 
sistêmicos dos medicamentos, junto com a 
acessibilidade do sangue, é a razão pela qual esse 
tecido é monitorado tão cuidadosamente durante os 
estudos de toxicidade e segurança. Também explica 
por que a hematotoxicologia tantas vezes se 
enquadra no domínio do patologista clínico. Assim, 
a importância desse sistema de órgãos-alvo na 
toxicologia deriva não apenas do significado 
toxicológico dos efeitos hematotóxicos, mas 
também da utilidade diagnóstica dessas alterações. 
 
Hepatologia Toxicológica 
Embora os princípios da hematologia clínica, 
conforme aplicados ao tratamento de pacientes 
humanos e veterinários com doença espontânea, 
geralmente se apliquem à avaliação toxicológica de 
um medicamento ou produto químico candidato, 
algumas diferenças importantes afetam 
profundamente a maneira como nós, patologistas 
toxicológicos, podemos detectar e interpretar 
efeitos hematológicos. Isso inclui nossa capacidade 
de gerenciar ou controlar variáveis de confusão que 
ocorrem na prática clínica, a viabilidade dos testes, 
a disponibilidade de ferramentas diagnósticas 
sofisticadas, a abordagem dos testes e o banco de 
dados estabelecido para cada indivíduo humano ou 
animal. 
Em um ambiente clínico, variáveis como dieta, 
fatores ambientais e doenças concomitantes podem 
ser confusas e comprometer a precisão e o valor 
preditivo dos testes que usamos para detectar 
efeitos hematológicos. Por exemplo, pequenas 
mudanças no volume corpuscular médio em um 
beagle ou rato de laboratório podem ser muito mais 
significativas do que aquelas observadas em um 
ambiente hospitalar (21). O uso de populações de 
controle, intervalos de referência específicos para 
os sujeitos estudados e a disponibilidade de dados 
de pré-tratamento aumentam ainda mais a 
sensibilidade e o valor preditivo de tais testes. 
Testes sofisticados costumam ser mais viáveis, pois 
o toxicologista geralmente pode agendar o evento e 
justificar mais facilmente a aplicação de 
tecnologias caras, como citometria de fluxo e 
ensaios de cultura de células-tronco da medula 
óssea. Além disso, o protocolo geralmente envolve 
pré-tratamento regular e triagem provisória, que 
define mais precisamente o início e o curso do 
efeito hematológico. O extenso banco de dados 
clínico-patológico disponível, juntamente com 
Vol. 21, No. 2, 1993 PRINCIPLES OF HEMATOTOXICOLOGY 133 
 
informações sobre a distribuição e o metabolismo 
dos medicamentos nos indivíduos em estudo, 
aumenta ainda mais a capacidade do toxicologista 
de interpretar os efeitos sutis. 
O monitoramento da hematotoxicidade em um 
laboratório de toxicologia pode ser dividido em 
testes básicos (de rotina) (Tabela I) e ensaios 
especiais (direcionados ao problema) (Tabela II). O 
que constitui monitoramento de "rotina"às vezes é 
impulsionado pela tecnologia. Por exemplo, a 
maioria dos laboratórios usa analisadores 
hematológicos automatizados que fornecem 
contagens de plaquetas como parte do hemograma 
completo. Consequentemente, essa medida tornou-
se rotina. A contagem de reticulócitos agora parece 
estar fazendo essa transição, à medida que a 
automação desse ensaio também se torna 
generalizada. É controverso se esse índice de 
eritrogênese deve ou não ser usado para rastrear 
rotineiramente a toxicidade, em vez de como uma 
medida orientada para o problema para caracterizar 
a anemia (como este autor acredita). Os testes 
básicos listados na Tabela I são consistentes com 
aqueles recomendados pela Joint American 
Association for Clinical Chemistry-Division of 
Animal Clinical Chemistry / American Society for 
Veterinary Clinical Pathology Regulatory Task 
Force em sua publicação recente "Recomendações 
de testes de patologia clínica para não clínicos 
Estudos de Toxicidade e Segurança "(23), com 
exceção de preparações citológicas de medula 
óssea; a Força-Tarefa recomendou que, na ausência 
de indicações de potencial hematotoxicidade, 
esfregaços de medula sejam coletados, mas apenas 
avaliados quando um efeito hematológico for 
evidenciado por outros dados clínicos ou 
laboratoriais. Seções de medula óssea também não 
foram listadas, mas foram consideradas como 
estando entre os tecidos coletados em pesquisas 
histológicas de rotina. 
Exemplos de como esses dados são usados para 
caracterizar a hematotoxicidade e os mecanismos 
toxicológicos serão discutidos nos artigos a seguir. 
O que vale a pena enfatizar nesta discussão 
introdutória, entretanto, é a importância de tirar 
proveito dos recursos exclusivamente disponíveis 
para o patologista toxicológico ao interpretar as 
mudanças relacionadas ao tratamento. Por exemplo, 
uma observação feita em um esfregaço de medula 
óssea deve sempre ser interpretada no contexto de 
dados de sangue periférico (contagens de células e 
avaliação morfológica) e histologia (cortes de 
medula óssea). Muitas vezes, essas avaliações são 
atribuídas para separar profissionais (o médico 
tecnólogo, patologista clínico e histopatologista, 
respectivamente), e as observações estão 
inadequadamente correlacionadas. Ao contrário de 
nossos colegas na clínica, o patologista toxicológico 
 
geralmente tem o luxo de reunir o pré-tratamento e 
dados do sangue periférico provisório, sangue 
periférico e esfregaços de medula óssea e seções de 
medula óssea ao avaliar um efeito hematológico. As 
contribuições relativas e únicas de seções de medula 
óssea, em relação às preparações citológicas e 
exemplos de como estas podem ser aplicadas, foram 
discutidos anteriormente. 
 
 
Interpretação de Dados 
A avaliação dos dados hematológicos em um 
laboratório de toxicologia envolve a avaliação da 
qualidade dos dados. Esta tarefa está relacionada a 
questões de garantia de qualidade: uso de padrões, 
avaliação de precisão e exatidão, procedimentos de 
validação, etc. Esta área importante não será tratada 
aqui. Em contraste, a interpretação dos dados 
relaciona-se com o significado ou, neste caso, o 
significado toxicológico da observação. Isso é (ou 
deveria ser) realizado usando dados de populações de 
controle, pré-tratamento e observações provisórias 
(sujeitos a seus próprios controles), intervalos de 
referência relevantes para a população estudada e, 
finalmente, os princípios de patologia e medicina 
interna. 
A comparação com dados de populações de controle 
evoca o uso de estatísticas, uma ferramenta 
importante, mas muito usada para interpretar dados 
neste campo. As análises estatísticas (por exemplo, 
 
análises de tendência) também podem ser aplicadas a 
grupos individuais quando dados de pré- tratamento e 
provisórios estão disponíveis. Ter dados que 
permitem que os sujeitos sejam usados como seus 
próprios controles é particularmente importante ao 
interpretar os efeitos individuais dos animais. Faixas 
de referência específicas para a espécie, cepa, idade, 
sexo, ambiente de laboratório e metodologia 
empregada fornecem outro comparador importante 
que molda o contexto no qual os efeitos relacionados 
ao tratamento são interpretados. 
 
Tabela II. - Exemplos de testes especiais (direcionados a 
problemas) para hepatotoxicidade. 
 
 
Contagem de Reticulócitos 
Anticorpo relacionado à célula (eritrócito, plaqueta, neutrófilo) 
Preparação de corpo de Heinz 
Teste de fragilidade osmótica de eritrócitos 
Análise eritroquinética (ferroquinética) 
Análise Citoquímica/histoquímica 
Microscopia eletrônica 
Ensaios de células-tronco hematopoéticas in vitro 
Agregados de plaquetas 
Ensaios de fator de coagulação (VII, VIII, etc) 
 
 
Finalmente, uma mudança pode ser claramente 
demonstrável e estatisticamente significativa, 
embora tenha pouco significado biológico ou 
toxicológico. Isso é particularmente verdadeiro 
para este sistema orgânico, que é mais 
minuciosamente examinado e reflete eventos em 
outras partes do corpo tal como a sensibilidade. 
Proporcionar este nível de interpretação, baseado 
nos princípios da patologia toxicológica e no 
conhecimento da biologia das disciplinas 
estudadas, distingue o papel do patologista 
toxicológico daquele do estatístico e do cientista da 
computação. 
 
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